PENGENDALIAN TEMPERATURE PADA PLANT SEDERHANA ELECTRIC FURNACE BERBASIS SENSOR THERMOCOUPLE DENGAN METODE KONTROL PID Zabib Bashori, Sumardi, and Iwan Setiawan Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia
Abstrak Furnace adalah suatu peralatan yang digunakan untuk memanaskan bahan industri baik minyak ataupun baja dan sebagainya, dimana biasanya menggunakan bahan bakar minyak, gas atau batu bara. Namun saat ini sudah ada pula Furnace yang menggunakan energi listrik. Dalam Tugas akhir ini mensimulasikan sebuah plant electric furnace sebagai media pemanasan yang lebih ramah lingkungan dan safety. Sensor yang digunakan untuk plant sederhana Electric furnace ini adalah sensor thermocouple yang banyak digunakan pada industri-industri pengolahan minyak atau baja, karena sensor ini mampu untuk mengukur temperatur yang tinggi. Sensor thermocouple mempunyai tegangan keluaran yang sangat kecil dengan noise yang besarsehingga diperlukan suatu pengkondisi sinyal agar keluaran sensor thermocouple dapat terbaca stabil oleh mikrokontroler dimana mikrokontroler yang digunakan adalah ATmega8535. Dalam pengontrolannya nanti digunakan suatu metode kontrol yang sudah sering dijumpai di bidang industri yakni metode kontrol Proporsional-Integral-Derifativ (PID). Metode kontrol Proporsional-Integral-Derifativ (PID) merupakan sebuah metode kontrol yang banyak diterapkan di bidang industri sampai saat ini. Kontroler ini memiliki parameter-parameter pengontrol, yaitu konstanta proporsional (Kp) dan konstanta integral (Ki) dan konstanta derifativ (Kd). Pada metode PID konvensional, ketiga parameter tersebut diturunkan dari perhitungan matematis. Salah satu metode penalaan parameter PID yang sering dipakai adalah metode penalaan Ziegler-Nichols. Kata kunci: Electric Furnace, PID (Proporsional-Integral-Derifativ), Thermocouple, Mikrokontroler ATmega 8535, Ziegler-Nichols.
Abstract Furnace is an equipment used to heat the oil industry either material or steel etc, which usually using fuel oil, gas or coal. But nowd there are also Furnace that uses electrical energy. The final task is to simulate an electric furnace plant as heating media more environmentally friendly and safety. Sensor used for simple plant Electric furnace was thermocouple sensor where widely used in petroleum processing industries or steel, because the sensor is able to measure high temperatures. Thermocouple sensor output voltage has a very small with a big noise thus a signal conditioner is used that thermocouple sensor output can be read by the microcontroller where the microcontroller used is ATmega8535 microcontroller. In controlling, used a method of control that is often found in the industrial field is Proportional-IntegralDerifativ (PID) control method. Proportional-Integral -Derifativ (PID) control method is a method widely applied in industry today. This controller has controller parameters, the proportional constant (Kp), integral constants (Ki) and derifativ constant (Kd). In the conventional PID method, the three parameters are derived from mathematical calculations. One method for tuning the parameters PID where often used is Ziegler-Nichols tuning method. Keyword:
Electric Furnace, PID (Proporsional-Integral-Derifativ), Thermocouple, Mikrokontroler ATmega 8535, Ziegler-Nichols.
1
1.
Penemuan Seebeck ini memberikan inspirasi pada Jean Charles Peltier untuk melihat kebalikan dari fenomena tersebut. Dia mengalirkan listrik pada dua buah logam yang direkatkan dalam sebuah rangkaian. Ketika arus listrik dialirkan, terjadi penyerapan panas pada sambungan kedua logam tersebut dan pelepasan panas pada sambungan yang lainnya. Pelepasan dan penyerapan panas ini saling berbalik begitu arah arus dibalik. Penemuan yang terjadi pada tahun 1934 ini kemudian dikenal dengan efek Peltier. Sir William Thomson, menemukan arah arus mengalir dari titik panas ke titik dingin dan sebaliknya. Efek Seebeck, Peltier, dan Thomson inilah yang kemudian menjadi dasar pengembangan teknologi termoelektrik.
Pendahuluan
Kebutuhan teknologi yang semakin maju, menuntut berkembangnya sistem kendali yang handal. Sistem kendali yang baik sangat diperlukan dalam meningkatkan efisiensi dalam proses produksi. Sebagai contoh, otomatisasi dalam bidang industri yaitu proses pemanasan pada Electric Furnace. Salah satu jenis Electric Furnace ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Gambar proses pada Electric Furnace[10].
Electric Furnace adalah peralatan yang biasa digunakan dalam peleburan bijih logam pada proses industri sebelum dicetak menjadi logam yang diinginkan.
Gambar 2. Grafik thermocouple[11].
2.2. Kontrol Proporsional, Integral, dan Derivatif (PID)
Tugas Akhir ini merancang aplikasi kontrol pada plant sederhana Electric Furnace dengan mikrokontroler AVR Atmega8535. Desain aplikasi kontrol ini dapat diterapkan pada pengaturan temperature yang dikehendaki untuk pemodelan sistem Electric Furnace. Pengontrolan suhu tersebut dilakukan dengan menggunakan metode kontrol Proporsional, Integral, dan Derivatif (PID) dan diharapkan memberikan pemanasan efisien dan sesuai yang diharapkan.
Kontrol PID merupakan gabungan dari tiga macam metode pengontrol, yaitu pengontrol proporsional (Proportional Controller), pengontrol integral (Integral Controller), dan pengontrol turunan (Derivative Controller). Tujuan dari penggabungan ketiga macam pengontrol tersebut adalah untuk memperbaiki kinerja sistem dimana masing-masing pengontrol akan saling melengkapi dan menutupi dengan kelemahan dan kelebihan masing-masing. Struktur kontrol PID ideal merupakan struktur kontrol PID yang umum dijumpai. Struktur kontrol ini dikenal juga dengan nama struktur kontrol PID tipe A atau struktur kontrol PID paralel atau struktur kontrol PID non-interacting[9]. Gambar 3 menunjukkan struktur kontrol PID ideal.
2. Metode 2.1. Sensor Thermocouple Thermocouple adalah transduser aktif suhu yang tersusun dari dua buah logam berbeda dengan titik pembacaan pada pertemuan kedua logam dan titik yang lain sebagai outputnya. Thermocouple merupakan salah satu sensor yang paling umum digunakan untuk mengukur suhu karena relatif murah namun akurat yang dapat beroperasi pada suhu panas maupun dingin.
+ SP
+
e
Kp
1 Ti.S
+
co +
Td.S
Fenomena termoelektrik pertama kali ditemukan tahun 1821 oleh ilmuwan Jerman, Thomas Johann Seebeck. Ia menghubungkan tembaga dan besi dalam sebuah rangkaian. Di antara kedua logam tersebut lalu diletakkan jarum kompas. Ketika sisi logam tersebut dipanaskan, jarum kompas ternyata bergerak. Belakangan diketahui, hal ini terjadi karena aliran listrik yang terjadi pada logam menimbulkan medan magnet. Medan magnet inilah yang menggerakkan jarum kompas. Fenomena tersebut kemudian dikenal dengan efek Seebeck.
PV
Gambar 3. Struktur kontrol PID ideal bentuk dependen[9].
Persamaan 1 memperlihatkan bentuk umum dari kontrol PID ideal dalam bentuk kontinyu.
2
t 1 det …..... (1) [9] COt K p et et .dt Td . Ti 0 dt dengan: CO(t) = output kontroler atau sinyal kontrol, e(t) = error (e = SP - PV), Kp = gain proporsional, Ti = waktu integral, Td = waktu derivatif.
2.3. Perancangan Perangkat Keras Blok rancangan perangkat keras sistem pengaturan suhu cairan pada Tugas Akhir ini dapat dilihat pada Gambar 4.
Catu Daya AC
INT 0/ PD.2
Realisasi kontrol PID digital akan ditemukan dalam sistem berbasis mikroprosesor. Sistem kontrol PID digital bekerja dalam basis-basis waktu diskret, sehingga persamaan matematis diskret diperlukan untuk aplikasi kontrol PID ke dalam sistem mikroprosesor. Dari Persamaan 1, kontrol PID ideal dalam kawasan diskret yang ditanam ke dalam sistem mikroprosesor memiliki bentuk seperti pada Persamaan 2.
Rangkaian Sensor TC Sistem Mikrokontroler LCD
Modul Input Keypad
Pengetahuan tentang efek yang diakibatkan oleh masingmasing kontroler tersebut yang nantinya akan digunakan dalam penentuan nilai parameter seperti gain proporsional (Kp), waktu integral (Ti), dan waktu derivatif (T d). Tabel basis pengetahuan hubungan antara penentuan parameter dan efek pada pengontrol PID diperlihatkan pada Tabel 1. Tabel 1. Efek dari kontroler P, I, dan D[9].
Kestabilan
Pembesaran Kp
-
+
Sedikit +
-
Pengecilan Ti
Sedikit -
+
+
-
Pembesaran Td
Sedikit -
-
-
+
PORT B
Catu daya DC
Penjelasan dari masing-masing blok sistem pengendali suhu adalah sebagai berikut : 1. Mikrokontroller AVR ATmega8535 yang berfungsi sebagai pusat pengendalian pada sistem pengatur suhu ini dapat diprogram dengan menggunakan bahasa C embedded. 2. Keypad berfungsi sebagai unit masukan untuk mengatur set point suhu. 3. LCD (Liquid Crystal Display) dan driver LCD berfungsi sebagai media tampilan selama proses pengendalian berlangsung. 4. Zero crossing detector adalah rangkaian yang digunakan untuk mendeteksi gelombang sinus tegangan jala-jala AC 220 V ketika melalui persimpangan titik nol. 5. Rangkaian pengendali tegangan AC adalah rangkaian yang berfungsi untuk mengendalikan tegangan beban dengan memberi waktu tunda pemicuan triac. Komponen utama pengatur tegangan AC berupa triac dan optoisolator MOC3021. 6. Personal komputer sebagai unit monitoring yang akan menampilkan data suhu berupa grafik respon sistem. Grafik ini selanjutnya dapat digunakan untuk keperluan analisis. 7. Pengkondisi sinyal thermocouple berfungsi untuk mengkondisikan sinyal analog berupa tegangan dari thermocouple yang relatif sangat kecil, untuk dikuatkan sehingga dapat dibaca oleh Mikrokontroler melalui ADC (Analog to Digital Converter).
Aksi kontrol PID pada dasarnya bertujuan untuk menggabungkan kelebihan komponen-komponen dasar kontrol PID. Komponen kontrol proporsional berfungsi untuk mempercepat respon. Komponen kontrol integral ini berfungsi untuk menghilangkan error steady yang terjadi pada respon sistemnya. Komponen kontrol derivatif berfungsi untuk memperbaiki sekaligus mempercepat respon transien.
Setling time
Pengkondisi Sinyal
Gambar 4. Rancangan plant kendali temperatur.
[9] e(k ) ......................... (4) Ti ek ek 1 .......................... (5) [9] COd k K pTd Tc
Over shoot
PORT C
ADC 0
ATmega8535
K p Tc
Rise time
Pengontrol Tegangan AC
PD.6
USB
COk CO p k COI k COd k …............... (2) [9] dengan CO p k K p .ek ................................................. (3) [9] COI k COI k 1
Zero Crossing Detector
Model Plant
2.4. Perancangan Perangkat Lunak 2.4.1. Program Kontrol PID Pada tugas akhir ini digunakan metode kontrol PID untuk mengendalikan suhu. Nilai parameter Kp, Ti, dan Td sudah dideklarasikan pada fungsi init_pid(), sedangkan nilai parameter Ts dideklarasikan pada inisialisasi awal
3
program utama. Error digunakan sebagai masukan pada kontrol PID. Prosedur kontrol PID dipanggil dalam program utama. Gambar 5 menunjukkan diagram alir proses pengontrolan dengan menggunakan algoritma kontrol PID digital.
Tugas Akhir ini dirancang mempunyai sinyal kontrol (CO) maksimal 100% dan minimal 0%. CO 100% merupakan CO saat heater dipanaskan dengan tegangan penuh atau saat TCNT0 255, sedangkan CO 0% merupakan CO saat TCNT0 bernilai 0, pada Tugas Akhir ini CO 0% bernilai 0 V, hal ini dikarenakan interupsi pada Int0 dan Timer0 yang digunakan hanya 8 bit saja, sehingga mempunyai nilai maksimal 255.
Mulai
2.4.2. Penalaan Parameter PID Untuk mengetahui karakteristik proses dari plant pengatur suhu yang akan dikendalikan dapat dilakukan dengan menganalisis respon sistem open loop. Pada awalnya plant diberi masukan berupa sinyal control (co) pada heater sebesar 30%, setelah sistem stabil sinyal kontrol (co) dinaikkan menjadi 35%. Tanggapan yang dihasilkan oleh plant tersebut ditunjukkan pada Gambar 6.
Inisialisasi parameter PID: init_pid()
Inisialisasi Timer
Start timer K=1 (baca setiap 0,5 detik)
Tidak Timer≥Ts
Ya
Hitung nilai PID: out_pid()
Gambar 6. Respon sistem open loop.
Gambar 5. Diagram alir control.
Sub rutin kontrol PID dibuat suatu prosedur untuk memudahkan dalam pemrograman sehingga dapat dipanggil pada program utama. Pada plant model electric furnace perancangan sistem kontrol dilakukan dengan waktu naik yang harus cepat. Perhitungan dengan algoritma PID dimulai dengan menghitung error antara setpoint suhu dengan suhu sebenarnya. Untuk mendapatkan aksi kontrol PID yang baik pada plant maka digunakan anti wind up pada algoritma kontrol PID yang dirancang. Pada fungsi out_pid()nilai Ts telah dideklarasikan pada inisialisasi program utama. Ts merupakan tetapan waktu sampling atau waktu cuplik (Tc) yang dimiliki algoritma kontrol PID. Ts pada perancangan pengontrolan suhu plant model electric furnace adalah sebesar 0,5.
Gambar 7. Analisis respon sistem.
4
Berdasarkan grafik pada gambar 7 diatas, parameter proses adalah sebagai berikut: a) b)
c)
3.2. Pengujian Respon Sistem dengan PC 3.2.1. Pengujian dengan nilai referensi tetap
Keterlambatan Waktu Proses (L): 𝐿 = 74 𝑠 Gain Statis proses (K): ∆𝑃𝑉 (38,16)℃ 𝐾= = = 7,6(℃/%) (5)% ∆𝐶𝑂 Konstanta Waktu Proses: 𝑇 63% = 1100 𝑠
Respon sistem dengan nilai referensi tetap beserta analisisnya dapat dilihat pada Gambar 12 dan Gambar 13.
Dari parameter-parameter proses diatas maka dapat dihitung parameter Proposional-Integral-Derefative (Kp, Ti, Td) dari plant pengendali suhu dengan menggunakan metode penalaan Ziegler-Nichols sebagai berikut: 𝐾𝑝 =
1,2𝑇 1,2 × 1100 = = 𝟐, 𝟑𝟓 𝐿𝐾 74 × 7,6
Gambar 8. Respon sistem referensi tetap 200oC
𝑇𝑖 = 2𝐿 = 2 × 74 = 𝟏𝟒𝟖 1
.
1
𝑇𝑑 = 2 𝐿 = 2 × 74 = 𝟑𝟕 Jadi parameter PID untuk pengendali suhu pada plant pengendali suhu dengan metode penalaan Ziegler-Nichols adalah Kp=2,35; Ti=148; Td=37.
3. Hasil dan Analisa 3.1. Pengujian Sensor Thermocouple Pengujian Pembacaan sensor thermocouple dilakukan dengan mengukur suhu pada plant yang di bandingkan dengan pembacaan pengukuran termometer. Pembacaan sensor untuk pengujian ini dibatasi pada range suhu 35oC200oC dengan rata-rata error sebesar 0,5. Data hasil pengukuran yang dilakukan adalah sebagai berikut.
Gambar 9. Analisis respon sistem referensi tetap 200oC.
Gambar 8 adalah grafik respon kendali suhu dengan referensi 200 oC dengan kondisi awal 23,8oC, sedangkan gambar 9 merupakan analisis dari respon sistem tersebut. Dari gambar 9 terlihat bahwa respon sistem mempunyai karakteristik sebagai berikut:
Tabel 2. Hasil perbandingan suhu pembacaan termometer dengan pembacaan sensor Thermocouple. Suhu terukur (o C) 35 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200
Sensor
thermocouple (o C) 35,7 40,4 50,3 60,3 70,6 80,5 90,4 100,3 110,7 120,6 130,5 140,4 150,3 160,2 170,6 180,5 190,9 200,8 Error rata-rata
1) Waktu Respon (Dead Time) atau waktu yang dibutuhkan oleh sistem untuk memulai memberikan respon/ tanggapan adalah 16 detik. 2) Waktu naik/Rise Time (Tr) atau waktu yang diperlukan tanggapan sistem untuk naik dari 0% sampai 100% dari harga akhirnya (200oC) adalah 465 detik. 3) Waktu Tunda/Delay Time (Td) atau waktu yang sistem untuk mencapai setengah dari nilai referensi yang telah ditetapkan (200oC) adalah 235 detik. 4) Waktu Puncak /Peak Time (Tp) atau waktu yang diperlukan tanggapan sistem untuk mencapai puncak lewatan yang pertama kali adalah 568 detik. 5) Lewatan maksimum/maximum overshoot (Mp) atau harga puncak maksimum dari kurva tanggapan sistem adalah 205oC (+5oC). 6) Waktu penetapan/settling time (Ts) atau waktu yang diperlukan tanggapan sistem untuk mencapai dan menetap dalam daerah disekitar harga akhir (5% dari set point) adalah 807 detik.
error 0,7 0,4 0,3 0,3 0,6 0,5 0,4 0,3 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,6 0,5 0,9 0,8 0,5
5
6) Waktu penetapan/settling time (Ts) atau waktu yang diperlukan tanggapan sistem untuk mencapai dan menetap dalam daerah disekitar harga akhir (5% dari set point) adalah 810 detik.
3.2.2. Pengujian dengan Nilai Referensi Naik Pengujian dengan kenaikan nilai referensi dilakukan dengan memberikan referensi dari 200oC naik menjadi 250oC. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan atau untuk kerja kontrol PID terhadap perubahan kenaikan referensi. Gambar 10 dan gambar 11 memperlihatkan respon sistem terhadap kenaikan nilai referensi dari 200oC sampai 250oC.
3.2.3. Pengujian dengan Nilai Referensi Turun Pengujian dengan penurunan nilai referensi dilakukan dengan memberikan referensi menurun dari 250oC turun menjadi 200oC. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan atau untuk kerja kontrol PID terhadap perubahan penurunan referensi. Gambar 12 dan gambar 13 memperlihatkan respon sistem terhadap penurunan nilai referensi dari 250oC sampi 200oC.
Gambar 10. Respon sistem pada referensi naik (200oC250oC).
Gambar 12. Respon sistem pada referensi turun (250oC200oC).
Gambar 11 Analisis respon sistem pada referensi naik (200oC-250oC).
Gambar 10 dan gambar 11 menunjukkan grafik respon sistem dari pengujian dengan kenaikan referensi (set point) dan analisanya. Dari gambar terlihat bahwa respon sistem dengan kenaikan referensi dari 200oC sampai 250oC mempunyai karakteristik sebagai berikut:
Gambar 13. Analisis respon sistem pada referensi turun (250oC-200oC).
Gambar 12 dan gambar 13 menunjukkan grafik respon sistem dari pengujian dengan penurunan nilai referensi (set point) dan analisanya. Dari gambar terlihat bahwa respon sistem dengan penurunan referensi dari 250 oC sampai 200oC mempunyai karakteristik sebagai berikut:
1) Waktu Respon (Dead Time) atau waktu yang dibutuhkan oleh sistem untuk memulai memberikan respon/ tanggapan adalah 46 detik. 2) Waktu naik/Rise Time (Tr) atau waktu yang diperlukan respon sistem untuk naik dari 0% sampai 100% dari harga akhirnya (50oC) adalah 288 detik. 3) Waktu Tunda/Delay Time (Td) atau waktu yang diperlukan oleh sistem untuk mencapai setengah dari nilai kenaikan referensi yang telah ditetapkan (50oC) adalah 194 detik. 4) Waktu Puncak/Peak Time (Tp) atau waktu yang diperlukan tanggapan sistem untuk mencapai puncak lewatan yang pertama kali adalah 471 detik. 5) Lewatan maksimum/maximum overshoot (Mp) atau harga puncak maksimum dari kurva tanggapan sistem adalah 261oC (+11oC).
1) Waktu Respon (Dead Time) atau waktu yang dibutuhkan oleh sistem untuk memulai memberikan respon/ tanggapan adalah 21 detik. 2) Waktu naik/Rise Time (Tr) atau dalam pengujian ini waktu yang diperlukan respon sistem untuk turun dari 0% sampai 100% dari harga akhirnya (50oC) adalah 529 detik. 3) Waktu Tunda/Delay Time (Td) atau waktu yang diperlukan oleh sistem untuk mencapai setengah dari
6
nilai kenaikan referensi yang telah ditetapkan (50oC) adalah 314 detik. 4) Waktu Puncak/Peak Time (Tp) atau waktu yang diperlukan tanggapan sistem untuk mencapai puncak lewatan yang pertama kali adalah 762 detik. 5) Lewatan maksimum/maximum overshoot (Mp) atau harga puncak maksimum dari kurva tanggapan sistem adalah 184,7oC (-15,3oC). 6) Waktu penetapan/settling time (Ts) atau waktu yang diperlukan tanggapan sistem untuk mencapai dan menetap dalam daerah disekitar harga akhir (5% dari set point) adalah 1101 detik.
2) Waktu penetapan/settling time (Ts) atau waktu yang diperlukan tanggapan sistem untuk mencapai dan menetap dalam daerah disekitar harga akhir (5% dari set point) setelah adanya gangguan adalah 784 detik. Secara keseluruhan respon sistem plant kendali suhu dengan kontrol PID metode penalaan Ziegler Nichols menunjukkan hasil yang baik. Dari berbagai pengujian yang dilakukan, respon sistem dapat mencapai steady state serta dapat kembali stabil meskipun diberi gangguan dari luar.
4. 3.2.4. Pengujian Respon Gangguan.
Sistem
Kesimpulan
dengan Pada pengujian perbandingan pembacaan suhu antara termometer dan thermocouple didapatkan rata-rata error sebesar 0,5 oC. Pada pengujian rangkaian kendali tegangan AC, semakin besar sinyal kontrol yang diberikan ke pemicuan (TCNT0), maka bagian dari tegangan AC yang diberikan ke beban untuk tiap fasenya (fase positif dan fase negatif) akan semakin besar, yang berarti bahwa tegangan listrik yang diberikan ke beban akan semakin besar. Secara keseluruhan pengujian yang telah dilakukan dengan parameter PID metode Ziegler-Nichols (Kp=2,35; Ti=148; Td=37) memiliki kinerja yang baik karena mampu mencapai dan mempertahankan suhu pada referensi yang ditentukan dalam waktu yag relatif cepat. Grafik respon kendali suhu pada referensi tetap 200oC dengan parameter PID metode Ziegler-Nichols dimana suhu awal 23,8oC mempunyai waktu naik (Tr) 465 detik dan waktu penetapan (Ts) 807 detik atau 13,45 menit. Grafik pengujian respon sistem dengan menaikan set point pada saat referensi 200oC naik menjadi 250oC mempunyai waktu naik (Tr) sistem 288 detik, dan waktu penetapan (Ts) 1300 detik atau 21,67 menit. Grafik uji coba pada saat set point diturunkan pada saat referensi 250oC turun menjadi 200oC waktu turun 529 detik dan waktu penetapan sistem adalah 2070 detik 34,5 menit. Respon sistem kendali suhu dengan gangguan sesaat pada referensi 200oC sistem mengalami overshoot sebesar -13,4oC dan kembali stabil setelah 1507 detik atau 25,12 menit. Untuk pengembangan sistem lebih lanjut, maka dapat dilakukan penggantian desain model sistem electrical furnace yang lebih baik serta dapat dilakukan penggantian heater yang memiliki daya lebih besar agar dapat digunakan untuk pengendalian suhu yang lebih tinggi.
Pengujian terhadap pengaruh gangguan pada sistem dilakukan dengan memberikan gangguan sesaat pada sistem. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan atau untuk kerja kontrol PID terhadap gangguan luar. Pengaruh gangguan sesaat pada sistem ini dilakukan dengan mengalirkan udara panas pada plant selama 120 detik saat sistem telah mencapai keadaan stabil pada nilai referensi yang telah ditentukan yaitu 200oC.
Gambar 14. Respon sistem dengan gangguan.
Gambar 15. Analisis respon sistem dengan gangguan.
Gambar 14 dan gambar 15 menunjukkan grafik respon sistem dari pengujian dengan gangguan beserta analisanya. Dari gambar terlihat bahwa respon sistem dengan gangguan mempunyai karakteristik sebagai berikut: 1) Lewatan maksimum/maximum overshoot (Mp) atau harga puncak maksimum dari kurva tanggapan sistem adalah pada 186,6oC (+13,4oC).
7
5.
Referensi
[1]
Dwi M, Tunjung. 2011. Pengontrolan Suhu Menggunakan Metode Fuzzy-PID pada Sistem Hipertermia. Tugas Akhir. Semarang: Universitas Diponegoro.
[2]
Fitriadi, Eka. 2011. Aplikasi Kontrol PID untuk Pengontrolan Suhu Model Sistem Hipertermia Berbasis Sensor Thermopile Mlx9024. Tugas Akhir. Semarang: Universitas Diponegoro.
[3]
Heryanto, M. Ary dan Wisnu Adi P. 2008. Pemrograman Bahasa C Untuk Mikrokontroler AT MEGA 8535. Yogyakarta: Penerbit Andi.
[4]
Ogata, Katsuhiko. 1994. Teknik Kontrol Automatik Jilid 1 2, diterjemahkan oleh Edi Leksono. Jakarta: Erlangga.
[5]
Ogata, Katsuhiko. 2002. Modern Control Engineering 4th ed. New Jersey: Prentice Hall.
[6]
Pate M.W dan Kusnandar. 1995. Desain dan Ujicoba Tungku Listrik 25oC-999oC Berbasis MCS8031. PUSLITBANG P3FT-LIPI.
[7]
Permadi, Indra. 2012. Pengendalian Temperature pada Plant Electric Furnace Mengunakan Sensor Thermocouple dengan Metode Fuzzy. Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro. Semarang: Universitas Diponegoro.
[8]
Rindho S, Prestian. 2011. Tuning Parameter ProposionalIntegral dengan Fuzzy Logic untuk Pengaturan Suhu Air pada Plant Heat Exanger. Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro. Semarang: Universitas Diponegoro.
[9]
Setiawan, Iwan. 2008. Kontrol PID untuk Proses Industri. Jakarta: Elex Media Komputindo.
[10] ----------,Furnace,http://www.fikrindo.com/news/latest/tipagar-heater-awet--tahan-lama.html, 10 juni 2011. [11] ----------,Thermocouple,http://hendragalus.wordpress.com, 18 Oktober 2011.
8
